א דמות בצורת גולגולת אדם משכה שוב את תשומת ליבה של הקהילה האסטרונומית.זוהי ערפילית PMR 1, הידועה בכינויה ערפילית הגולגולת או "הגולגולת החשופה", ענן של גז ואבק המקיף כוכב גוסס, אשר נצפתה ברמת פירוט חסרת תקדים על ידי... טלסקופ החלל ג'יימס ווב.
התצפיות החדשות, שנעשו ב- אינפרא אדום קרוב ובינוני עם מכשירי NIRCam ו-MIRIטכניקות אלו מאפשרות לנו לחדור לשכבות האבק שבעבר הסתירו חלק מהמבנה. התוצאה היא תמונות שחושפות צללית רדופת רוחות, עם שני חללים כהים המזכירים ארובות עיניים ופס אנכי המחלק את הענן לשתי חצאי כדור, מה שמעניק לו מראה דומה מאוד למוח עטוף בגולגולת שקופה.
ערפילית PMR1 זוהתה כבר לפני יותר מעשור על ידי טלסקופ החלל שפיצר, גם כן מנאס"א, אבל איכות נתוני ווב שינתה לחלוטין את האופן שבו אנו רואים אותם. ההחלטה הנוכחית מעצימה את המראה ה"אנטומי" שלה., עם קצוות מוגדרים יותר וניגודים בולטים הרבה יותר בין האזורים השונים של גז ואבק.
מעבר להשפעתו החזותית, התמונות של ג'יימס ווב הופכות את הערפילית הזו למעבדה טבעית סעיף לחקור את השלב הסופי של כוכבים בעלי מסה בינוניתכפי שיכול להיות המקרה עם השמש עצמה בעוד מיליארדי שנים. הנתונים שנאספו מנותחים על ידי צוותי מחקר ברחבי העולם, כולל קבוצות אירופאיות המתואמות באמצעות סוכנות החלל האירופית (ESA), המשתתפת במשימה.
מבנה בשתי שכבות מובחנות לחלוטין
נתונים שפרסמו סוכנויות חלל מצביעים על כך ל-PMR 1 שני מרכיבים עיקריים אלה משקפים שלבים שונים באבולוציה של הכוכב המרכזי. מצד אחד, יש מעטפת חיצונית מפושטת ונרחבת יותר, הנוצרת בעיקר ממימן שנפלט בשלב מוקדם של אובדן מסה. מצד שני, יש אזור פנימי מורכב הרבה יותר, עם סיבים, קשרי גז וריכוזי אבק היוצרים צורות לא סדירות.
בתמונות שהתקבלו באמצעות NIRCam, המעטפת החיצונית נראית מתוחכמת בגוונים בהירים מאודהחלק החיצוני כמעט לבנבן, בעוד שהפנים לובש גוונים כתומים המסמנים את האזורים שבהם מצטבר חומר חם או צפוף יותר. הבדל צבע זה נובע מהאופן שבו הגז פולט ומפזר אור בתחום הקרוב לאינפרא אדום.
חזון של MIRI, המכשיר הרגיש לאור אינפרא אדום בינוני, מדגיש מעל לכל אבק קוסמי.במקרה זה, הבועה החיצונית צבועה בכחול עז, בעוד שהאזור המרכזי מציג גווני שנהב ומבנים קומפקטיים מאוד. השוואת שני אורכי הגל מאפשרת לאסטרונומים להבחין טוב יותר איזה חלק של הערפילית נשלט על ידי גז מיונן ואילו אזורים מלאים בחלקיקים מוצקים זעירים.
לפי צוותי המדע המעורבים, הדו-קיום של שכבות אלו מצביע על כך שהכוכב עבר פרקים עוקבים של פליטת חומר.הפליטות הראשונות היו אמורות ליצור את המעטפת הנרחבת ביותר, בעיקר של מימן, בעוד שלבים מאוחרים יותר היו אמורים ליצור את הענן הפנימי, העשיר בתערובות של גזים ואבק שונים, אשר מאורגן מחדש תחת השפעת הרוח והקרינה הכוכבית.
סוג זה של תצורה נצפה ב ערפיליות פלנטריות שונות למד מאירופה ומיבשות אחרות, אבל הבהירות שבה היא נראית בערפילית הגולגולת הופכת את PMR 1 למקרה אמת מידה. כדי להשוות מודלים תיאורטיים על האופן שבו כוכבים מאבדים מסה בסוף חייהם.
הפס האפל וסילונים אפשריים של חומר כוכבי
אחד הפרטים שהפתיעו יותר מכל את החוקרים הוא פס כהה העובר אנכית דרך מרכז הערפיליתקו זה מפריד ויזואלית את המבנה לשתי חצאי כדור כמעט סימטריים, ומחזק את התחושה של התבוננות במוח המחולק לשתי אונות בתוך גולגולת פתוחה.
לפי מידע רשמי שפורסם על ידי נאס"א ו-ESA, רצועה זו יכולה להיות קשורה לאירוע של פליטה אלימה של חומר מהכוכב המרכזי. במערכות סופניות רבות, זוהו סילונים תאומים המגיחים בכיוונים מנוגדים, מעצבים את הגז שמסביב וחורצים תעלות כהות המשתרעות לאורך כל הערפילית.
בחלק העליון של התמונה שצולמה באמצעות MIRI, נראה הגז שבפנים פריקה החוצה כאילו הייתה זרימה העוברת דרך השכבה החיצוניתמומחים מציעים שאנו עשויים לראות רגע קפוא של תהליך דינמי מאוד, שבו הסילון פתח פער בחומר שמסביב, מה שגרם ליצירת סוג כזה של "צלקת" אנכית.
ייתכן גם שהאבק הצפוף והקר יותר המרוכז ברצועה תורם ל חוסמים חלק מקרינת האינפרא אדוםמה שמדגיש את הניגוד עם האזורים הסמוכים. השילוב של גיאומטריית הזרימה, צפיפות החומר והכיוון ביחס לקו הראייה מכדור הארץ מסבך את הפרשנות, ולכן ניתוחים מפורטים של בהירות, צבע וספקטרום מתבצעים כדי לפענח בדיוק מה קורה באותו אזור.
בכל מקרה, נוכחותה של להקה זו מחזקת את הרעיון ש PMR 1 אינו ערפילית סטטיתאלא תוצאה של סדרה של תהליכים שעדיין בעיצומם, בהם שלבים של גירוש גז, היווצרות מבנה וארגון מחדש של חומרים מתחלפים כאשר הכוכב מכלה את עתודות הדלק האחרונות שלו.
כוכב גוסס עם גורל לא ברור
ערפילית PMR 1 נוצרה כאשר הכוכב המרכזי החל להיגמר לו הדלק הגרעיני בליבתובסוג זה של כוכבים, אובדן היציבות מוביל לגירוש השכבות החיצוניות, אשר נזרקות לחלל בפרקים קצרים יחסית בהשוואה לכלל חיי הכוכב.
בשלב הנוכחי, הכוכב כבר נמצא בשלב מתקדם מאוד של התפתחותו. הוא מוקף בענן הגז והאבק שהוא עצמו פלט...בעוד שליבתו נדחסת ומחוממת. עתידו של עצם זה יהיה תלוי במידה רבה במסה שלו, פרמטר שטרם נקבע בדיוק מספיק כדי להכריע את הוויכוח.
אם לכוכב יש מסה גדולה מספיק, מודלים תיאורטיים שוקלים את האפשרות שחייו יסתיימו ב... פיצוץ סופרנובהבתרחיש זה, חלק מחומר הערפילית עלול להיסחף או להסתדר מחדש על ידי ההתפרצות, ושריד הכוכב עלול להפוך לכוכב נויטרונים או לעצם קומפקטי אף יותר.
אם, לעומת זאת, המסה צנועה יותר, בטווח דומה לזה של השמש, סביר להניח שהכוכב פשוט ימשיך לאבד שכבות עד שיצטמצם לגמד לבן.הליבה הצפופה הזו, בערך בגודל של כדור הארץ, תתקרר באיטיות במשך מיליארדי שנים, בעוד הערפילית מתפוגגת בהדרגה אל תוך התווך הבין-כוכבי.
הנתונים שנאספו על ידי טלסקופ החלל ג'יימס ווב, יחד עם תצפיות משלימות מטלסקופים קרקעיים באירופה ובמקומות אחרים, אמורים לסייע ב... שיפור הערכות המסה והטמפרטורה של הכוכב המרכזי. מידע זה יהיה חיוני להבנת מחזור החיים של המערכת והתפקיד שימלא PMR1 בנוף העתידי של אזורה בגלקסיה.
אינפרא אדום, פאראידוליה והמדע שמאחורי "הפנים" הקוסמיות
אחת הסיבות לכך שתמונות אלו מושכות כל כך הרבה תשומת לב ציבורית היא התופעה הפסיכולוגית של... pareidoliaהמוח שלנו נוטה לזהות דפוסים מוכרים - פנים, צלליות, חפצים יומיומיים - בצורות אקראיות. בערפילית הגולגולת, החללים הכהים, הרצועה המרכזית והמעטפת החיצונית משתלבים יחד כדי לעורר בעוצמה פנים או מוח אנושי..
נאס"א וסוכנויות אחרות כבר הפיצו מידע זה בעבר. תמונות של ערפיליות הדומות לפרפרים, ידיים, דמויות של בעלי חיים או אפילו עקבותכל התופעות הללו הן תוצאה של אותה נטייה להקרין תמונות מוכרות על מבני גז ואבק. במקרה זה, הכינוי "גולגולת חשופה" תפס תאוצה בשל הדמיון הבולט, אך אסטרונומים מתעקשים שמה שאנו רואים הוא תהליך טבעי הקשור לסוף חייו של כוכב.
מאחורי האסתטיקה המרשימה מסתתר ערך מדעי עצום. טווח האינפרא אדום שחקר ג'יימס ווב מאפשר חקר אזורים שאור נראה אינו יכול להגיע אליהם.מכיוון שאבק חוסם חלק מהספקטרום האופטי אך מאפשר לחלק ניכר מספקטרום האינפרא אדום לעבור דרכו, ניתן לנתח כיצד יסודות כימיים מופצים, כיצד הגז מתקרר, ואיזה תפקיד ממלאות ערפיליות אלו במחזור החומר בתוך הגלקסיה.
מנקודת מבט אירופאית, השתתפותם של סוכנות החלל האירופית בפיתוח ותפעול של Webb זה מבטיח גישה מועדפת לנתונים עבור קבוצות מחקר ברחבי היבשת. מרכזים בספרד ובמדינות אחרות באיחוד האירופי מנצלים תצפיות מסוג זה כדי לחקור את הפיזיקה של גז מיונן, היווצרות אבק ואת הדינמיקה של פליטות כוכבים בשלבים הסופיים של האבולוציה.
רחוק מלהיות סתם תמונה מושכת את העין עבור רשתות חברתיות, ערפילית הגולגולת הפכה למקרה מבחן מרכזי כדי להבין כיצד כוכבים דמויי שמש מחזירים חומר לחלל. גז מועשר זה, שמעורבב מאוחר יותר עם עננים בין-כוכביים אחרים, יכול בסופו של דבר ליצור דורות חדשים של כוכבים וכוכבי לכת, ובכך לסגור את המעגל הקוסמי של לידה ומוות של כוכבים.
התמונה של PMR 1 שהתקבלה על ידי טלסקופ החלל ג'יימס ווב מסכמת בסצנה אחת כמה מהנושאים העיקריים של האסטרופיזיקה המודרנית: מותם של כוכבים, הארכיטקטורה המורכבת של ערפיליות, ומיחזור החומר בגלקסיהמתחת למראהה של גולגולת מטרידה הצפה בחושך, מה שנצפה בפועל הוא שלב חולף עשיר ביותר בתופעות פיזיקליות, שחקרן ימשיך לספק רמזים במשך שנים על גורלם של כוכבים כמו שלנו.
